外置电极荧光灯驱动电源的研究

论文摘要

外置电极荧光灯作为冷阴极荧光灯的一种,具有无汞环保、超长寿命、低功耗高亮度、低温启动等优良性能,存在巨大的市场优势,将在未来的背景光源领域占据越来越来重要的地位。本文介绍了外置电极荧光灯的发展背景及其电气特性;在现代逆变理论的基础上分析了Royer、半桥驱动电路的工作原理,给出了参数设计,并制作了原理样机。本论文的主要任务就是在不同输入电压下,研究外置电极荧光灯的驱动电源。在直流16V～24V输入下,本文分析了Royer逆变电路的工作原理,给出了工作的等效模型,并研究准正弦工作的条件,同时与基于TL494的BUCK电路相结合,设计了采用分立元件构成的直流电输入可调光电流型并联谐振逆变驱动器。根据设计思想,确定外部元器件选择方法,并研制了一台样机,通过实验验证了实现方法的可行性和可靠性。在市电输入下,一方面减小电流谐波和提高功率因数已成为驱动电源一个重要研究方向。文中阐述了无源功率因数校正(PPFC)电路和有源功率因数校正电路(APFC)的工作原理和特点,分别给出了逐流式PPFC电路、电荷泵功率因数校正电路和基于L6561的APFC电路的设计方法,对比实验结果,达到了预期设计目标。另一方面本文还研究了半桥逆变电路驱动EEFL系统的等效模型,分析了正弦波激励下实现软开关技术的条件。介绍了半桥驱动的IR21571s芯片的性能、特点和工作模式,并对基于此芯片的5管EEFL驱动电路的构成进行了设计,研制了一种原理样机。实验结果显示在满足谐波和功率因数的要求下实现了EEFL的驱动,达到了设计标准。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 外置电极荧光灯的发展和概述
• 1.1 外置电极荧光灯的发展背景
• 1.2 外置电极荧光灯结构及工作原理
• 1.2.1 外置电极荧光灯的结构
• 1.2.2 外置电极荧光灯的发光机理
• 1.3 外置电极荧光灯与冷阴极荧光灯电气性能比较
• 1.4 外置电极荧光灯的特性曲线
• 1.5 外置电极荧光灯产品优势和典型应用
• 2 驱动电源概述
• 2.1 驱动电源的功能和应用电路
• 2.1.1 电子镇流器功能简介
• 2.1.2 驱动电源的电路组成
• 2.2 驱动电源干扰的滤除
• 2.2.1 干扰源
• 2.2.2 干扰的抑制方法
• 3 功率因数校正电路的设计
• 3.1 电流谐波和功率因数
• 3.2 无源功率因数校正电路（PPFC）的设计
• 3.2.1 逐流电路的构成
• 3.2.2 实验波形分析
• 3.3 电荷泵功率因数校正电路
• 3.3.1 电压源充电泵功率校正电路
• 3.3.2 电流源充电泵功率校正电路
• 3.3.3 电荷泵功率校正电路应用设计
• 3.4 有源功率因数校正电路（APFC）的设计
• 3.4.1 有源功率因数校正原理
• 3.4.2 基于L6561的有源功率因数校正电路分析与仿真
• 3.4.3 基于L6561的外置电极荧光灯（EEFL）电子镇流器中的设计
• 3.4.4 实验结果分析
• 4 基于分立元件的电流型并联谐振电路分析与设计
• 4.1 EEFL等效电路模型
• 4.2 电流型并联谐振电路分析
• 4.2.1 Royer电路的工作原理
• 4.2.2 准正弦工作的条件
• 4.3 具有调光功能的电流型并联谐振逆变器的设计
• 4.3.1 TL494芯片的性能和特点
• 4.3.2 电流型并联谐振电路设计
• 4.4 Royer参数推导
• s/N_p的关系'>4.4.1 确定N_s/N_p的关系
• 4.4.2 确定开关管Q1和Q2的参数
• R的值'>4.4.3 确定L、Lm与 C_R的值
• 4.4.4 确定R2与Na的值
• 4.5 实验结果
• 4.6 本章小结
• 5 基于IR21571s的半桥逆变电路设计
• 5.1 方波驱动理论分析
• 5.2 正弦波驱动理论分析
• 5.3 软开关实现条件
• 5.4 IR21571s芯片的性能和特点
• 5.4.1 IR21571s各引脚及内部框图
• 5.4.2 IR21571s工作模式
• 5.5 IR21571s控制芯片在实验中的应用
• 5.6 电路关键参数选择
• 5.6.1 变比的计算
• 5.6.2 功率开关管的计算
• 5.6.3 θ角的计算
• 5.7 实验结果分析
• 5.8 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表学术论文情况
• 致谢